转录因子（Transcription factor,TF）是一类结合特异性DNA序列调控基因转录的蛋白质,是基因表达调控中最重要的调控因子之一,其参与调控生物体正常和疾病过程。TF基因的鉴定和注释是研究转录调控的基础。人类基因组中约有1600个左右的TF基因,对人类TF的准确鉴定和调控靶基因的系统分析有助于进一步研究TF介导的转录调控。TF和miRNA作为基因表达的调控因子可以形成前馈环（Feedforward loop）或反馈环（Feedback loop）共同调控靶基因的表达,这种共调控网络方式已被发现存在于多种癌症和疾病中。嵌合抗原受体T细胞（Chimeric antigen receptor T cell,CAR-T）免疫疗法在血液病尤其是急性B淋巴细胞白血病（B cell acute lymphoblastic leukemia,B-ALL）中取得显著成效,然而其治疗中的调控因子和调控机制尚不清楚。本研究中,首先系统地鉴定了近百个动物物种中全基因组水平的TF和TF辅因子基因,详细分类和注释之后构建动物转录因子数据库,之后围绕所有人类TF从表达、调控、突变、生存等方面系统分析,结合转录组数据和TF-miRNA共调控方法分析了B-ALL病人在输注CAR-T治疗前后转录组图谱变化以及潜在的调控模块和关键调控因子。主要成果如下:首先,本研究通过文献搜索和人工校对收集所有人类TF家族。根据每个TF家族保守的DNA结合结构域（DNA binding domians,DBDs）构建隐马尔科夫模型。利用该模型预测其他所有具有完整序列的动物物种的TF。同时,收集TF辅因子根据其功能进行分类,使用双向最优匹配BLAST在其他剩余物种中找TF辅因子同源基因。利用这些数据我们构建了动物转录因子数据库Animal TFDB3.0（http://bioinfo.life.hust.edu.cn/Animal TFDB/）。Animal TFDB3.0包含来自97个动物基因组的125135个TF基因和80060个转录辅因子基因。数据库涵盖TF以及辅因子的家族、表达、通路、表型、蛋白互作、转录因子结合位点等注释信息。此外,还提供多种搜索浏览方式（通过家族或者物种搜索或自定义搜索）、2个在线预测工具“Predict TF”和“Predict TFBS”（分别可以批量预测转录因子和预测DNA序列上的转录因子结合位点）、BLAST工具和数据下载功能。Animal TFDB3.0提供了TF和辅因子的全面注释和分类,成为研究TF和转录调控的重要资源。其次,本研究对人类TF进行了系统性分析。我们揭示了所有人类转录因子在正常组织和癌症中整体表达趋势,单一组织或癌症中的特异表达TF可能是潜在的标记基因。结合TF家族,我们发现不同TF家族靶基因分布以及共调控的差异。接着,我们发现有部分TF数目很少的TF家族反而有大量的蛋白质相互作用对,暗示其在转录调控中的核心地位。不同TF家族对疾病的参与差异较大,尽管TF＿b ZIP家族中TF数目不多,但是其反而是富集到最多通路的TF家族。生存分析显示,在单一癌症中预后显著的TF中有三分之一都是特异高表达TF,推测这些TF可能为癌症潜在治疗靶点。最后我们发现43个突变与生存密切相关的TF可能是癌症的驱动TF。TF的系统性分析为进一步研究TF调控机制提供有用的线索。最后,基于转录因子数据,研究了四名急性B淋巴细胞白血病患者接受CD19-CAR-T治疗前后的骨髓细胞转录组和调控网络。CD19-CAR-T治疗显著减少了白血病细胞的数量,三名患者实现了骨髓缓解（最小残留疾病阴性）。CD19-CAR-T疗法对B-ALL的疗效与骨髓中CAR的丰度以及免疫细胞亚群（例如CD8+T细胞和自然杀伤（NK）细胞）呈正相关。此外,CD19-CAR-T治疗主要影响与细胞周期和免疫应答通路相关的基因表达,包括NK细胞介导的细胞毒性和NOD样受体信号等通路。调控网络分析显示,miRNA（例如miR-148a-3p和miR-375）作为致癌基因或肿瘤抑制物,调控参与了CD19-CAR-T治疗免疫相关通路的转录因子基因（例如JUN和FOS）以及组蛋白。此外,许多长非编码RNA显示与TF或组蛋白高度共表达,并且与免疫过程相关。这些转录组分析为进一步了解CAR-T免疫疗法功效的基因表达和相关机制提供了重要线索。